环氧乳化沥青混合料的制备与路用性能研究
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【摘 要】冷补沥青混合料是一种新兴的路面全天候修补材料，其具有施工效率高，不受气候、温度条件限制等优点。但传统的冷补沥青混合料质量不稳定、路用性能较差，基于此，本文采用环氧乳化沥青制备冷补沥青混合料，利用修正的马歇尔试验分析混合料的技术性能，结果表明：环氧乳化沥青最佳用量为9%，固化剂最佳用量为25%；同时验证了混合料具有良好的路用性能。
【关键词】道路工程；冷补沥青混合料；环氧乳化沥青；路用性能
引言
随着我国经济的飞速发展，车辆超载随之增多，坑槽逐渐成为沥青路面最常见的一类病害，并严重影响路面的使用寿命和交通安全。冷补沥青混合料养护施工方法因为受气候因素影响小，可在低温潮湿条件下施工，并常温储存，随用随取，可以做到及时、冷态修补路面坑槽而受到大家欢迎。本文采用环氧乳化沥青制备高性能冷补沥青混合料，并对混合料的路用性能进行评价。
1 原材料及性质
（l）集料
集料应洁净、无风化、破碎完全、有良好的颗粒形状，并符合JTG F40-2004规范要求，集料级配应根据坑槽深度和大小选取，日常养护中以最大粒径为16mm为主.
（2）乳化沥青与改性剂
乳化沥青的技术性质应符合JTG-F40-2004规范 “重交通道路石油沥青技术要求”规定，本文采用由环氧树脂乳液和固化剂组成的热固性环氧树脂，其配置方法如下：水性环氧树脂乳液与乳化沥青含量各占50%组成甲料，呈黑褐色匀质液体，搅拌完成后，搅拌棒上无明显颗粒黏糊，加水混合亲和性好；环氧树脂固化剂和助剂组成乙料，呈乳白色匀质液体，久置有少量耐高温助剂沉淀，用前需搅拌均匀。
2混合料的制备
（1）乳化沥青配合比
环氧乳化沥青中乳化沥青和环氧树脂比例为90：10，不同固化剂用量下环氧乳化沥青技术性质有所不同，当固化剂用量为25%时，环氧乳化沥青各项技术性质最优。
（2）环氧乳化沥青用量
一般认为，马歇尔试验方法适用于冷补沥青混合料。同时，针对环氧乳化沥青混合料自身特点，使室内试验尽可能模拟现场实际情况，本文对传统马歇尔试验进行了修正，试验仪器为MDJ-Ⅱ型马歇尔电动击实仪和LWD-6型马歇尔稳定度测定仪。试验击实次数修正为75次，初始养生温度修正为20℃，成型养生温度修正为120℃。在实验中得出，随着环氧乳化沥青用量的增加，初始稳定度和成型稳定度先增大后减小，流值先减小后增大，当环氧乳化沥青用量为9%时，混合料初始稳定度和成型稳定度为最大值，流值最小；而随着环氧乳化沥青用量的增加，混合料密度先增大后减小，当环氧乳化沥青用量为9%时，混合料密度最大；由图4可知，随着环氧乳化沥青用量的增加，混合料孔隙率先呈线性减小，当环氧乳化沥青用量大于9%时，继续增大环氧乳化沥青用量对孔隙率影响不大；由图5可知，随着环氧乳化沥青用量的增加，混合料沥青饱和度先呈线性增大，当环氧乳化沥青用量大于9%时，继续增大环氧乳化沥青用量对沥青饱和度影响不大；综合上述分析可知，环氧乳化沥青最佳用量为9%。
3 路用性能研究
（1）固化剂用量对环氧乳化沥青混合料稳定度和流值影响
固化剂用量对环氧乳化沥青混合料MSi、MSm、FL影响见图6、图7。
由图1、图2可知，固化剂用量对混合料初始强度的影响不大，固化剂用量变化5%，混合料初始强度约变化1.5%；固化剂用量对成型强度的影响较大，固化剂用量变化5%，混合料成型强度约变化6.8%；这是由于固化剂用量的变化改变了沥青性能，随着固化剂用量的增大，固化反应程度提高，而用量过多时，未参与固化反应的固化剂会影响固化后的沥青性能造成混合料成型强度降低。由试验结果可知，固化剂用量为25%时，试件的成型强度最高，抗变形能力最强。
（2）浸水马歇尔试验、冻融劈裂、车辙试验和低温弯曲试验
在环氧乳化沥青用量为9%、固化剂用量为25%条件下制备冷补沥青混合料并分别进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂、车辙试验和低温弯曲试验，试验结果与技术要求见表1。
由试验结果可知：本文提出的环氧乳化沥青混合料的浸水残留稳定度大于80%，达到了我国规范对热拌沥青混合料水稳定性的要求；冻融劈裂强度比为73.6%，虽略显不足，但也可以达到半干区热拌基质沥青混合料冻融劈裂强度比70%要求，因此，若在潮湿冻融地区利用环氧乳化沥青冷补混合料修补路面，配合比的设计应重点考虑冻融劈裂强度比的要求；车辙动稳定度约为热拌改性沥青混合料要求的3倍，证明环氧乳化沥青混合料具有良好的高温稳定性，环氧乳化沥青混合料更适用于高温地区的路面修补；低温破坏应变已满足严寒区普通热拌沥青混合料的技术要求，
证明环氧乳化沥青混合料具有较好的低温抗裂性。
4 结论
（1）针对环氧乳化沥青混合料自身特点，使室内试验尽可能模拟现场实际情况，本文对传统马歇尔试验进行了修正，将击实次数由 50次增加到75次，同时养生温度由 110℃修正为 120℃，并对环氧乳化沥青冷补混合料配合比进行了研究，确定了环氧乳化沥青最佳用量为9%；
（2）研究了环氧乳化沥青混合料路用性能指标，确定了固化剂用量为25%时，试件的成型强度最高，抗变形能力最强；并对混合料进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂、车辙试验和低温弯曲试验，证明了混合料具有很好高温稳定性能，低温稳定性和水稳定性可以达到热拌沥青混合料的路用要求。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部.JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.
[2]张涛.冷拌冷铺沥青混合料的研究[D].重庆：重庆大学土木工程学院，2007.
[3]杨扬.寒区沥青砼路面坑槽冷补材料路用性能研究[D].哈尔滨：东北林业大学土木工程学院，2007.
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